本发明涉及环境固废处理技术领域，具体涉及一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法。
背景技术：
铝碱渣是一种固体废物，铝碱渣的产生过程为用碱液浸泡除去铝型材表面氧化物后产生废液，废液经酸和石灰中和后再经过聚酰胺絮凝过滤所得到的滤渣。
铝碱渣属于2018年危废名录下hw17-336-064-17(金属和塑料表面酸(碱)洗、除油、除锈、洗涤、磷化、出光、化抛工艺产生的废腐蚀液、废洗涤液、废槽液、槽渣和废水处理污泥)的固体废物。铝碱渣经过检测，其中铝元素的含量一般为11％～15％左右，之前铝碱渣一般通过填埋处理，但是填埋处理会造成铝资源的浪费，而且占用土地。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服以前采用填埋处理铝碱渣造成资源浪费的问题而提供一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将铝碱渣浸泡在氢氧化钠溶液中反应得到混合体系a；
(2)将混合体系a固液分离后收集液体b；
(3)将所述液体b和氢氟酸溶液混合均匀至产生固体沉淀得到混合体系c；
(4)将所述混合体系c和氨水混合均匀后蒸发结晶得到炼铝复合助熔剂。
上述方法实现了铝碱渣的回收利用处理，并最终制备得到了炼铝复合助熔剂，上述方法不产生新的污染物，产物可以用作炼铝助熔剂，具有很高的价值，上述方法不仅解决了铝碱渣的处理而且获得了炼铝复合助熔剂，制备得到的炼铝复合助熔剂更有利于炼铝过程中节约电能和节约助熔剂的用量。
优选地，所述步骤(1)中，铝碱渣中铝元素和氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质量比为1:(4～4.5)。
优选地，所述步骤(1)中，铝碱渣中铝元素和氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质量比为1:(4.2～4.3)。
发明人经过研究发现，上述方法的步骤(1)中，铝碱渣中铝元素和氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质量比为1:(4.2～4.3)时，使用的氢氧化钠溶液的量更少铝碱渣的提取效率更高。
优选地，所述步骤(3)中，氢氟酸溶液的用量为：步骤(1)中铝碱渣中铝元素和氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1：(4～4.5)。
优选地，所述步骤(3)中，氢氟酸溶液的用量为：步骤(1)中铝碱渣中铝元素和氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1：(4.2～4.3)。
发明人经过研究发现，上述方法的步骤(3)中氢氟酸溶液的用量为步骤(1)中铝碱渣中铝元素和氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1：(4.2～4.3)时得到的炼铝复合助熔剂在炼铝过程中更加节约电能。
优选地，所述步骤(4)中的氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1～1.5。
优选地，所述步骤(4)中的氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1.2～1.3。
发明人经过研究发现，上述方法的步骤(4)中的氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1.2～1.3时得到的炼铝复合助熔剂在炼铝过程中更加节约电能。
优选地，所述步骤(1)中，铝碱渣经干燥粉碎至80目以上后浸没在氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的质量浓度为20％～40％，浸泡的时间为3～5小时。
优选地，所述铝碱渣为铝材经碱蚀处理后经中和及沉淀后产生的废渣。
优选地，所述步骤(4)中，氢氟酸的质量浓度为40％～50％。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法，本发明的方法实现了铝碱渣的回收利用处理，并最终制备得到了炼铝复合助熔剂，产物可以用作炼铝助熔剂，具有很高的价值，上述方法不仅解决了铝碱渣的处理而且获得了炼铝复合助熔剂，制备得到的炼铝复合助熔剂更有利于炼铝过程中节约电能和节约助熔剂的用量。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)测定铝碱渣中铝元素的含量，将铝碱渣干燥粉碎至80目以上后浸泡在30％的氢氧化钠溶液中反应4小时得到混合体系a，铝碱渣中铝元素和氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质量比为1:4.2；
(2)将混合体系a固液分离后收集液体b；
(3)将所述液体b和质量浓度为40％的氢氟酸溶液混合均匀至产生固体沉淀得到混合体系c，氢氟酸溶液的用量为步骤(1)中铝碱渣中铝元素和氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1：4.2；
(4)将所述混合体系c和质量浓度25％的氨水混合均匀后蒸发结晶得到炼铝复合助熔剂，氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1.2。
实施例2
作为本发明实施例的一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述步骤(4)中，氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1。
实施例3
作为本发明实施例的一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述步骤(4)中，氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1.3。
实施例4
作为本发明实施例的一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述步骤(4)中，氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1.4。
实施例5
作为本发明实施例的一种利用铝碱渣制备炼铝复合助熔剂的方法，本实施例与实施例1的唯一区别为：所述步骤(4)中，氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1.5。
效果例1
在电压3～5伏、电流：60a和温度950～970℃的条件下，分别以实施例1-实施例5的炼铝复合助熔剂作为电解炼铝的炼铝助剂，分别炼铝1000kg，平行进行三次，并且记录消耗的炼铝复合助熔剂和电能，计算平均炼铝每吨消耗的炼铝复合助熔剂和电能，结果如表1所示。
表1实施例1-5的炼铝复合助熔剂应用效果
由实施例1-实施例5的结果说明，实施例1-实施例5得到的炼铝复合助熔剂用作炼铝助剂时，相对于现有的炼铝助剂，更加节约电能和节约炼铝助剂的用量；比较实施例1-实施例5的结果，说明，相对而言步骤(4)中的氨水的用量为：氨水中一水合氨和步骤(3)中氢氟酸溶液中氟化氢的物质量比为1:1.2～1.3时得到的炼铝复合助熔剂在炼铝过程中更加节约电能。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。